9講義(萬用表使用)

1、萬用表的使用及伏安法測電阻【實驗?zāi)康摹浚?） 了解萬用表的基本構(gòu)造及原理；（2） 學(xué)習(xí)用萬用表測量電流、電壓、電阻等物理量；（3） 學(xué)習(xí)用萬用表檢查電路的故障及檢測電阻、二極管、電容等；（4） 掌握電子元件的伏安特性的測量方法，用伏安法測電阻；【實驗儀器】指針式萬用表（mf-47）、數(shù)字式萬用表、干電池1節(jié)、電阻2個（大小各一）、二極管1只、電容器2只、直流穩(wěn)壓電源、單刀開關(guān)、直流電壓表、直流電流表、滑線變阻器、導(dǎo)線等【實驗原理】一、指針式萬用表1、基本構(gòu)造指針式萬用電表（以下簡稱萬用表）有一個共用表頭（微安表），內(nèi)部有多種不同的電路，表頭與不同的電路配接就構(gòu)成了多種功能多種量程的電表。其基本

2、構(gòu)造有三部分。（1）表頭：這是指示部分，是萬用表的核心部件，萬用表的重要性能就取決于表頭。（2）轉(zhuǎn)換裝置：一般由轉(zhuǎn)換開關(guān)、表筆、插孔等組成，用于選擇不同的測量功能及量程，也就是選擇不同的測量電路。與此相對應(yīng)，表盤上刻有各種功能相應(yīng)的刻度。（3）測量電路：主要由分流電阻和分壓電阻等元件組成。不同的測量電路其作用是把不同的被測量轉(zhuǎn)換成表頭指示的電學(xué)量，例如把被測的大電流通過分流電阻轉(zhuǎn)換成表頭能夠承受的小電流。2、基本原理紅黑圖6-4電流表是表頭與分流電阻相連構(gòu)成的，分為開路式和閉路式電路，如圖（1）所示為閉路式電路。電壓表是表頭與分壓電阻相連構(gòu)成的，如圖（2）所示。此二者工作原理在這里都不再贅述。

3、下面僅對歐姆表（萬用表的歐姆檔是一個多量程的歐姆表）的原理作簡單的介紹。如圖（3）和圖（4）所示，虛線框內(nèi)為歐姆表的原理電路圖。表內(nèi)電源（干電池）電壓為，表頭內(nèi)阻為，滿偏電流為，為限流電阻， 為被測電阻。由全電路歐姆定律可知： （1）這就是歐姆表的刻度公式。、是一定的，當(dāng)時，指針滿偏，此刻度阻值標(biāo)為“0”；當(dāng)rx=時（斷路），指針不動，此刻度阻值為“”；當(dāng)rx取其他各值時，指針?biāo)傅膇x與rx都是一一對應(yīng)的，只要在指針?biāo)傅倪@些位置上直接標(biāo)出rx的值就得到歐姆檔的刻度了。滿偏電流 ， （2）就是歐姆表的內(nèi)阻。當(dāng)被測電阻時，此時指針正指刻度的中央，此刻度所示的阻值稱歐姆表的中值電阻，用表示，有，

4、 （3）即中值電阻等于歐姆表的內(nèi)阻。中值電阻是歐姆表的重要特征數(shù)值。從刻度公式可知，歐姆表的刻度是不均勻的。當(dāng)時，指針的偏轉(zhuǎn)隨的變化很不明顯，測量誤差大；同理，當(dāng)時，測量誤差也很大。因此為了提高電阻的測量精度，一般取在刻度弧線的1/54/5范圍內(nèi)進行測量。上述原理是假定電源電壓為恒定不變的，但實際上這是不可能的。當(dāng)下降而和仍保持不變時，即使指針也不會指“0”。為了消除這一誤差，萬用表的歐姆檔還裝有“電阻調(diào)零”旋鈕，實際上就是一個可變電阻器，它與r聯(lián)用，作用就是在時，即使下降也能將指針調(diào)到“0”。二、數(shù)字式萬用電表1、基本原理數(shù)字式萬用表是根據(jù)模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換來完成測量的，它能用數(shù)字把測

5、量結(jié)果顯示出來。其原理方框圖如圖（5）所示，主要包括直流電壓變換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計數(shù)器、顯示器和邏輯控制電路等部件。直流電壓變換器的作用是把被測量(如電流、電阻等)變換為電壓；模數(shù)轉(zhuǎn)換器則是把電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；計數(shù)器可對數(shù)字量進行運算，再把結(jié)果經(jīng)過譯碼系統(tǒng)送往顯示器進行數(shù)字顯示；邏輯控制電路主要對整機進行控制及協(xié)調(diào)各部件的工作，并能使其自動重復(fù)進行測量。圖5 數(shù)字式萬用電表原理方框圖數(shù)字式萬用表的核心部件是一塊模數(shù)轉(zhuǎn)換器（a/d轉(zhuǎn)換器）。多數(shù)數(shù)字式萬用表輸入的直流電壓基本量程約為200mv,高于200mv的測量都是通過電阻進行分壓后進行的。所以200mv量程檔是它準(zhǔn)確度最高的檔位，其他各檔直流

6、電壓的測量準(zhǔn)確度，還要受電阻分壓比的不確定度的影響。交流電壓、直流電流、交流電流和電阻檔的測量，則和模擬式萬用表一樣，是通過電表改裝和量程的擴展來實現(xiàn)的。數(shù)字式萬用表主要按顯示的位數(shù)來分類，位數(shù)指數(shù)字萬用表完整地顯示數(shù)字的最大位數(shù)?？梢燥@示出09這十個數(shù)字，稱為“一個整位”不足的稱為“半位”。例如，能顯示“999999”時稱為“六位”最大能顯示“1999”的稱為“三位半”。半位都是出現(xiàn)在最高位。目前常見的有位（三位半）和位（四位半）兩種。所謂半位，是指第一位只能是0（不顯示）和1數(shù)字。以三位半萬用表的200mv電壓量程為例，最大測量值為199.9mv（位）。其他依次類推。 2、數(shù)字萬用表的使用

7、知識和操作技巧 （1）接通電源，檢查電池電壓 按下電源開關(guān)power于“on”，接通電源。這時如顯示屏顯示電池不足符號時，表明電池電壓不足，需要更換電池，數(shù)字萬用表一般使用9v積成電池。（2）輸入端的選擇和連接數(shù)字萬用表一般有四個輸入端，分別為：“com”、“v/”、“200ma”和“10a”。其中“com”是公共端（接黑表筆），萬用表作任何功能測量時，都要使用這一輸入端。“v/”輸入端是用于電阻和電壓測量的?！?00ma”和“10a”輸入端是分別用于小電流和大電流測量的。如圖6-2（b）所示。（3）測量前應(yīng)先把萬用表置于正確合理的功能和量程檔上 在測量交直流電流或電壓前，應(yīng)把量程開關(guān)預(yù)先置于

8、該項目的最大量程處。注意：萬用表處于電流或電阻擋時，千萬不要去測量電壓，如果無意中碰上一個電壓源，也是危險的，可能會造成數(shù)字萬用表不可恢復(fù)的損壞。三、伏安法測電阻歐姆定律告訴我們，通過一段電路的電流，與這段電路兩端的電壓成正比，與這段電路的電阻成反比，即。由此可求得電阻 這是伏安法測電阻所根據(jù)的基本原理。（1）電流表內(nèi)接法如圖6所示，將單刀雙擲開關(guān)接到端，電電路屬于電流表內(nèi)接法。電流表測出的電流就是通過待測電阻的電流，但電壓表測出的電壓u應(yīng)等于兩端的電壓與電流表內(nèi)阻上的電壓之和。 （4）由此式可知，電阻的測量值比實際值要大，是由于電流表內(nèi)接帶來的誤差，稱為接入誤差。在粗略測量的情況下，一般在（

9、如為幾千歐）時用“內(nèi)接法”。為精確計算出的值，應(yīng)按式進行修正。（由實驗室給出）。（2）電流表外接法圖6中，將接到b端，電路屬于電流表外接法電壓表測出的電壓u就是兩端的電壓，但電流表測出電流應(yīng)等于與之和。 （5） 由此式可知，電阻的測量值比實際值要小，是由于電流表外接帶來的接入誤差。在粗略測量的情況下，一般在（如為幾歐或幾十歐）時用“外接法”。為精確計算出的值，應(yīng)按式進行修正。（由實驗室給出）?！緦嶒瀮?nèi)容與要求】1、測量直流電壓（直流電壓檔）選擇合適的量程測量干電池的空載電壓，根據(jù)測量結(jié)果判定干電池的新、舊。以上兩次測量先使用指針式萬用電表，后使用數(shù)字式萬用電表。2、測量交流電壓（交流電壓檔）用

10、兩種萬用電表的交流電壓檔的合適量程測量實驗桌上交流電源插座上的交流電壓，注意手千萬不能接觸表筆的金屬部分。3、測量電阻（歐姆檔）（1）將指針式萬用電表“機械調(diào)零”以后，先選擇合適的量程測量小電阻，量程選好后，先作“歐姆調(diào)零”后進行測量。然后改用大倍率的量程，重新進“歐姆調(diào)零”，測量大電阻。（2）用數(shù)字式萬用表對上述兩個電阻再測量一次。4、判別二極管的極性及好壞（1）用指針式萬用表判別（歐姆檔）二極管具有單向?qū)щ娦裕聪螂娮枰日螂娮璐髱装俦兑陨?，甚至更大，二者相差越大越好，通常說正向?qū)?，反向截止。用萬用表來判別二極管的正、負(fù)極時，選用歐姆格r1k倍率（或r100倍率，避免用r1或r10倍率

11、），兩支表筆分別接觸二極管的兩極，如果第一次測得兩極間的電阻較?。s向百至幾千之間），對掉表筆后測得的電阻接近無窮大，則該二極管是好管子，電阻較小的那一次黑表筆接觸的是二極管的正極（黑表筆為表內(nèi)電池的正極）。應(yīng)該指出的是，二極管是非線性元件，正向電流與正向電壓不成正比，歐姆檔選用不同的倍率測得的正向電阻有所不同。如果前、后兩次測得的電阻都是無窮大，說明二極管內(nèi)部斷路；如果兩次測得的電阻都幾乎為零，則說明二極管內(nèi)部短路（被擊穿）；如果兩次測得的電阻差不多，則說明二極管沒有單向?qū)щ娦?。這三種情況的管子都是壞的。（2）用數(shù)字式萬用表判別（“ ”檔）將數(shù)字式萬用表的旋轉(zhuǎn)開關(guān)打到“ ”檔，二極管導(dǎo)通時屏

12、上顯示正向電壓降的值，通常為零點幾伏特，二極管截止時屏上顯示過量狀態(tài)“1”。導(dǎo)通時紅表筆所接的是二極管的正極（數(shù)字萬用表的紅表筆是表內(nèi)電池的正極，這一點與指針式萬用表正好相反）。若兩次測試均顯示“000”，則二極管已被擊穿；兩次測試均顯示過量狀態(tài)“1”，則二極管內(nèi)部斷路。5、測試電容器的性能用指針式萬用表來測試電容器的性能，是利用電容器充、放電的原理。使用歐姆檔，對中等容量的電容器（0.1f100f之間），可取c100、c10等倍率。先將電容器的兩極短接一下，進行放電。然后再將兩支表筆與電容器的兩極相接，（1）如果指針擺動一定的角度（表內(nèi)電池對電容器充電），然后又較快地返回到“”處（充電完畢）

13、，表明該電容器性能正常。（2）指針擺動一下后不能回到“”處，而是停止某一刻度上，表明該電容器漏電，容量下降。若漏電電阻小，即漏電厲害，就不能再用。（3）若指針不動，仍停在“”處，表明該電容器內(nèi)部斷路，不能用。（4）若指針擺到“0”刻度附近不返回，表明該電容器內(nèi)部已被擊穿，不能用。（5）對于小容量的電容器，指針擺動很不明顯，可反復(fù)地交換表筆，如果指針反復(fù)地微微擺動，則表明該容器性能正常。萬用表還有其他測試功能，本實驗不再介紹。6、伏安法測電阻：按要求連接電路（1）電流表外接法【】3.0va滑線變阻器待測小電阻r小v3v量程75ma量程（2）電流表內(nèi)接法【】7.5va滑線變阻器待測大電阻r大v7.

14、5v量程7.5ma量程【實驗數(shù)據(jù)表格】一、 萬用表的使用實驗內(nèi)容待添加的隱藏文字內(nèi)容2指針式萬用表數(shù)字式萬用表直流電壓檔測量干電池電壓交流電壓檔測量交流市電電壓歐姆檔測量電阻阻值r1= r1= r2= r2= 二極管用歐姆檔判斷二極管的正負(fù)極，測量其正偏電阻r= 用“”判斷正負(fù)極，測量其導(dǎo)通電壓u= 電容器用歐姆檔判斷電容的好壞測量電容值c1= ，c2= 二、 電阻元件的伏安特性測試1.電流表外接法【】次序123456電壓表讀數(shù)u(v)電流表讀數(shù)i（a）測量值2.電流表內(nèi)接法【】次序123456電壓表讀數(shù)u(v)電流表讀數(shù)i（a）測量值【誤差分析】【思考題】（1）指針式萬用表由哪幾部分組成？使

15、用時應(yīng)注意哪些問題？使用歐姆檔電表黑表筆接內(nèi)部電池哪一極？（2）通?；€變阻器在電路中有幾種作用？它們的接法有何不同？winger tuivasa-sheck, who scored two tries in the kiwis 20-18 semi-final win over england, has been passed fit after a lower-leg injury, while slater has been named at full-back but is still recovering from a knee injury aggravated against u

16、sa.both sides boast 100% records heading into the encounter but australia have not conceded a try since josh charnleys effort in their first pool match against england on the opening day.aussie winger jarryd hayne is the competitions top try scorer with nine, closely followed by tuivasa-sheck with e

17、ight.but it is recently named rugby league international federation player of the year sonny bill williams who has attracted the most interest in the tournament so far.the kiwi - with a tournament high 17 offloads - has the chance of becoming the first player to win the world cup in both rugby leagu

18、e and rugby union after triumphing with the all blacks in 2011.id give every award back in a heartbeat just to get across the line this weekend, said williams.the (lack of) air up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associati

19、ons 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his experience was.uef

20、a hasopened disciplinary proceedings against cskafor the racist behaviour of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, president of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.cska said they were surprised and disappointed by toures c

21、omplaint. in a statement the russian side added: we found no racist insults from fans of cska. baumgartner the disappointing news: mission aborted.the supersonic descent could happen as early as sunda.the weather plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be

22、very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. the balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.

23、85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence.the balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet

24、( then, i would assume, he will slowly step out onto something resembling an olympic diving platform.they blew it in 2008 when they got caught cold in the final and they will not make the same mistake against the kiwis in manchester.five years ago they cruised through to the final and so far history

25、 has repeated itself here - the last try they conceded was scored by englands josh charnley in the opening game of the tournament.that could be classed as a weakness, a team under-cooked - but i have been impressed by the kangaroos focus in their games since then.they have been concentrating on the sort o